UEL 2019 — questão 4 de Física
Enunciado em texto
Na Copa do Mundo de 2018, observou-se que, para a maioria dos torcedores, um dos fatores que encantou foi o jogo bem jogado, ao passo que o desencanto ficou por conta de partidas com colisões violentas. Muitas dessas colisões travavam as jogadas e, não raramente, causavam lesões nos atletas. A charge a seguir ilustra a narração de um suposto jogo da Copa, feita por físicos:
[Charge em dois quadros, com o título “E SE UM JOGO DE FUTEBOL FOSSE NARRADO POR FÍSICOS?”. No primeiro quadro, Einstein e Galileu estão numa bancada de narração, com microfones. Einstein: “UMA FORTE COLISÃO PARCIALMENTE INELÁSTICA ACABA DE LEVAR A ZERO A ACELERAÇÃO DO JOGADOR, CONFERE, GALILEU?”. Galileu: “CORRETO, ALBERT. OS JOGADORES J1 E J2 NÃO CALCULARAM CORRETAMENTE A ENERGIA CINÉTICA EMPREGADA E ACABARAM EM UMA COLISÃO NEM UM POUCO IDEAL.” No segundo quadro, Einstein: “NOSSO REPÓRTER DE CAMPO, NEWTON, TEM MAIS DETALHES SOBRE A GRAVIDADE DA SITUAÇÃO.” Newton, à beira do campo, com jogadores caídos ao fundo: “ELA FOI DE 9,8M/S², ALBERT.”]
umsabadoqualquer.com
Com base na charge e nos conhecimentos sobre colisões e supondo que, em um jogo de futebol, os jogadores se comportam como um sistema de partículas ideais, é correto afirmar que, em uma colisão
a) elástica, a energia cinética total final é menor que a energia cinética total inicial.
b) elástica, a quantidade de movimento total final é menor que a quantidade de movimento total inicial.
c) parcialmente inelástica, a energia cinética total final é menor que a energia cinética total inicial.
d) perfeitamente inelástica, a quantidade de movimento total inicial é maior que a quantidade de movimento total final.
e) parcialmente inelástica, a quantidade de movimento total final é menor que a quantidade de movimento total inicial.
(Enunciado e figura: Vestibular UEL 2019, 1ª fase — COPS/UEL.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Londrina (UEL) e à sua Coordenadoria de Processos Seletivos (COPS/UEL).
Resolução comentada
O que a questão pede: qual frase descreve corretamente o que acontece com a energia cinética e com a quantidade de movimento nos tipos de colisão.
Passo 1 — a quantidade de movimento. Durante o choque, as forças entre os jogadores são internas ao sistema (ação e reação: mesma intensidade, sentidos opostos) e muito maiores que as forças externas naquele instante curtíssimo. Por isso a quantidade de movimento total do sistema se conserva em qualquer colisão: elástica, parcialmente inelástica ou perfeitamente inelástica.
Passo 2 — a energia cinética. É ela que distingue os tipos de colisão:
• elástica: a energia cinética total se conserva;
• parcialmente inelástica: parte dela vira calor, som e deformação — a final é menor que a inicial;
• perfeitamente inelástica: os corpos saem grudados e a perda de energia cinética é a máxima possível.
Passo 3 — conferir as alternativas. Só a (C) diz algo certo: na colisão parcialmente inelástica, a energia cinética final é menor que a inicial.
Por que não as outras: (A) na elástica a energia cinética se conserva; (B), (D) e (E) dizem que a quantidade de movimento diminui, mas ela se conserva em todas as colisões.
⚠️ A armadilha: achar que “inelástica” significa perder tudo, inclusive quantidade de movimento — e cair na (D) ou na (E). A colisão inelástica perde energia cinética; a quantidade de movimento do sistema continua a mesma.
A ideia em uma frase: em toda colisão a quantidade de movimento do sistema se conserva; a energia cinética só se conserva na elástica e diminui nas inelásticas.
Resposta: alternativa C (na parcialmente inelástica, a energia cinética final é menor).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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